[发明专利]一种自动稳零的新型直流耦合接收器

说明书

本发明涉及接收器技术领域，特别涉及一种自动稳零的新型直流耦合接收器，包括正输入端、负输入端、第一T型线圈、第二T型线圈、电阻串和均衡器，所述正输入端连接第一T型线圈的输入端，所述负输入端连接第二T型线圈的输入端，所述第一T型线圈的输出端与第二T型线圈的输出端串联所述电阻串，所述第一T型线圈的中心节点上与所述均衡器的正输入端之前连接有第一隔离开关，所述第二T型线圈的中心节点上与所述均衡器的负输入端之前连接有第二归隔离开关，所述均衡器的正输入端和负输入端之间还连接有第三隔离开关。本发明在自动归零模式下不会与发射端发生冲突，同时不会影响信号带宽，能提供了良好的输入匹配和良好的回路损耗。

技术领域

本发明涉及接收器技术领域，特别涉及一种自动稳零的新型直流耦合接收器。

背景技术

传统的高速串行/反串行(串行收发器(SERDES))接收器(接收机(RX))前端带T型线圈如图1所示。主要模块有T形线圈、匹配电阻串Rterm和连续时间线性均衡器(CTLE)。典型地，一个全差分版本被用来最小化常见的噪声，例如来自电源的噪声。因此，正极和负极是对称的。

输入首先应用于T形线圈。对于正输入端，T形线圈由两个电感组成(如Lp1和Lp2)。这两个电感的目的是与匹配电阻串Rterm(终端电阻Rp)一起工作，向外界提供一个50欧姆的阻抗，并扩展带宽，使信号损耗最小化。通常输入端还需要连接到一对大的ESD二极管来进行ESD保护。然而，这些ESD二极管对输入端产生了较大的寄生负载，大大降低了输入信号的带宽。T形线圈的关键优点是中心节点对电容负载不敏感，传统的方法是将ESD二极管置于中心节点以提高输入带宽。为了清晰起见，ESD二极管被作为电容器绘制为CESDP，并放置在节点ESDP中。T形线圈的输出被送入下一级CTLE，作为第一个增益块，CTLE至关重要的一点是它具有最小的输入参考偏移量，因为该偏移量将被CTLE和随后的增益块放大，并导致系统错误。在实际的硅芯片中，由于布局寄生效应、不均匀掺杂、平版印刷电路板PCB不匹配等原因造成的器件特性失配会使CTLE输入参考偏置电压从几个mV到几十mV不等。偏置电压VOFFSET如图2所示为CTLE输入端的一个电压源。

这种偏移可以通过使用自动归零技术或偏移抵消来纠正。然而，在这两种方式中，我们都需要一种方法来短接CTLE的输入，如图3所示。如果我们关闭如图3所示的自动归零开关，两个CTLE的输入将被迫相等，即CTLEINP＝CTLEINN。CTLE差分输入有效为零。因此，CTLE的输出将是CTLE的输入参考偏移量乘以CTLE的增益。该输出电压可由DAC进行数字化，或存储在电容器中进行数字或模拟抵消。由于我们知道CTLE的增益，所以系统也知道输入的参考偏移量。

然而，图3中架构的一个缺点是INP和INN将一起短接。因为这是一个直流耦合接收机，也就是说没有交流耦合电容把发射端(TX)的DC和接收机(RX)分开。我们需要两个开关把CTLEINP和INP，以及CTLEINN和INN分开。如果没有这两个开关，CTLEINP/CTLEINN会和在外面输入电压INP/INN发生冲突，导致CTLEINP不等于CTLEINN，而CTLE将有效地看到一个非零输入，自动归零输出是错误的。作为补救措施，图4采用了一个带有三个自动归零开关的方案。在自动归零模式下，AZ SW1P和AZ SW1N是打开的，而AZ SW2是关闭的。由于INP没有被CTLEINP的开关分开(同样适用于INN和CTLEINN)，所以CTLE自动归零开关不存在发射端(TX)的冲突问题。在任务或运行模式下如图5，AZ SW1P和AZ SW1N关闭，AZ SW2打开，因此正常的输入电压VIN转移到CTLE输入，CTLE的输出为信号+偏移放大。